樊 朋

（作者單位：內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團有限公司包頭分公司）

光時域反射儀在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

樊 朋

（作者單位：內(nèi)蒙古廣播電視網(wǎng)絡(luò)集團有限公司包頭分公司）

摘 要：本文主要介紹光時域反射儀的工作原理和常用技術(shù)指標，說明光纖測量中參數(shù)的設(shè)置及測量方法，結(jié)合工作實踐探討了OTDR在實際光纖測量中的幾點經(jīng)驗和技巧。

關(guān)鍵詞：光時域反射儀；廣電網(wǎng)絡(luò)；光纖測量

光時域反射儀（OTDR）是利用光信號在光纖中傳輸時的兩個物理現(xiàn)象，即瑞利（Rayleigh）后向散射和菲涅爾（Fresnel）反射。它在光纖線路施工及維護中對待測光纖的衰耗及長度進行測量的常用儀器。OTDR最大的優(yōu)點在于能夠給出光纖特性沿長度的分布，可以一覽光纖鏈路的總體情況，能夠迅速準確地確定光纖中各個事件的位置。

1 光時域反射儀工作原理

光時域反射儀的工作原理如圖1所示。OTDR發(fā)出光脈沖單端注入被測試光纖，通過接收返回光纖注入端的瑞利向后散射光信號和菲涅爾反射光信號，以得到光纖的損耗和長度信息。

圖1　光時域反射儀原理

由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生電脈沖信號去調(diào)制激光器，激光器產(chǎn)生光脈沖信號通過耦合器注入到被測試光纖中。在光脈沖前進過程中，產(chǎn)生瑞利向后散射光信號和菲涅爾向后光反射信號，經(jīng)過耦合器返回進入光接收器，變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)過信號處理放大，得到被測試光纖的時域信息。

2 光時域反射儀的常用技術(shù)指標

2.1 距離特性

距離特性是表征OTDR測試距離的能力和準確度，是OTDR最重要、最根本的指標。測試光纖長度，確定光纖故障點位置，就是利用OTDR的距離測量的能力。距離公式為

距離測試誤差由3部分構(gòu)成：（1）零點定位誤差，產(chǎn)生原因為OTDR沒有把前端活接頭處正好設(shè)定為被測試線路起始零點帶來的誤差，一般儀器此項誤差≤1m；（2）距離刻度誤差，產(chǎn)生原因和OTDR測量時間的長短有關(guān)，也就是跟所測試的光纖距離長度成正比，一般儀器此數(shù)值10-5~10-4之間；（3）取樣間隔誤差，產(chǎn)生原因是OTDR對測試信號非連續(xù)取樣，被測點很有可能落在兩個取樣點之間的任何位置而造成的誤差，此項誤差的上限為設(shè)定量程下的取樣間隔值，一般在0.1～100 m之間。

所以，OTDR給出的距離精度為：零點定位誤差+取樣間隔誤差+（距離×距離刻度誤差）。

2.2 盲區(qū)

當確定光纖線路上某一點的特性時，可能會受到前面部分的反射情況的影響。線路和OTDR之間使用的光纖連接器，會產(chǎn)生較強的反射信號返回OTDR，使OTDR的信號接收電路進入飽和狀態(tài)。在接收電路退出飽和狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)之前，光脈沖經(jīng)過的光纖部分中的事件有可能被隱沒，無法得到分辨。評價OTDR這種分辨情況變壞特性的物理量被稱為盲區(qū)，這是衡量OTDR測量局限性的一個物理量。

OTDR的光脈沖越寬，接收器的飽和時間越長，飽和深度越深，OTDR恢復(fù)正常所需的時間就越長，盲區(qū)越大。

回波損耗對盲區(qū)有重要影響，回波損耗越大，盲區(qū)越小。在對不同OTDR進行評價時，知道盲區(qū)指標使用的回波損耗很重要。盲區(qū)指標，不同廠家有不同的定義條件，評價1臺OTDR盲區(qū)的好壞，看它的定義是怎么樣的，測試條件如脈寬、回波損耗是如何設(shè)置的。

2.3 動態(tài)范圍

動態(tài)范圍是OTDR重要的特征之一，它決定了光纖的最大可觀測長度。它確定了OTDR是否適用于分析特定網(wǎng)絡(luò)。動態(tài)范圍越高，信噪比越高，則跡線與事件檢測越好。衡量OTDR能夠測量光纖鏈路上各種事件的最大能力的物理量被稱為動態(tài)范圍，是評價OTDR探測處理光纖遠端后向散射光信號以顯示沿途各種信息能力的一個物理量。

3 常見測試中出現(xiàn)情況分析

圖2　光纖斷裂跡線

3.1 光纖斷裂，如光纖是中斷或是斷裂形成非反射事件，軌跡直接下降到噪聲電平。如圖2所示。

圖3　接頭及彎曲和宏彎跡線

3.2 接頭及彎曲和宏彎，光纖彎曲會造成損耗，由于彎曲半徑小破壞了光纜傳輸?shù)娜瓷錀l件，有一部分光折射出去。如圖3所示。

隨著內(nèi)蒙古廣電網(wǎng)絡(luò)一級、二級光網(wǎng)改造工程全面開展，大批光纜敷設(shè)工作正在進行。深入了解OTDR原理及其使用中應(yīng)注意的事項，對今后光纜施工驗收工作打下良好基礎(chǔ)。